Paleontologie - o prezentare generală Subiecte ScienceDirect

Termeni asociați:

Cladistică
Ecologie
Microbiologie
Geologie
Vertebrate
Biodiversitatea
Faună
Habitate
Primaveri calduroase

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Evoluție, teoria lui

III.C. Paleontologia evolutivă

Paleontologia abordează modele evolutive pe scară largă, urmărind originile și destinele descendențelor și grupurilor majore, schimbările în caracteristicile și relațiile descendenților în evoluție și variațiile temporale ale diversității speciilor prin înregistrarea fosilelor. Cu toate acestea, paleontologii pot evalua aceste schimbări doar prin schimbări ale dimensiunii animalelor. Prin urmare, paleontologia nu poate aborda diversitatea sau efectele evoluției fiziologiei organismului, ci doar modelul său.

Geobiologia și înregistrările fosile: eucariote, microbi și interacțiunile lor

1. Introducere

Paleontologia, studiul fosilelor, este descendența geologiei și a biologiei, un hibrid care diferă de biologie, deoarece datele sale (fosilele) s-au transformat în piatră și din geologie, deoarece pune întrebări biologice, precum și cele geologice. Fluxul și refluxul paleontologiei a variat de-a lungul secolelor, de la accent pe răspunsul la întrebări geologice, cum ar fi dezvoltarea scalei de timp geologice, până la răspunsuri la întrebări biologice, cum ar fi elucidarea proceselor macroevoluționare.

Cu o istorie a studiilor serioase care se întinde cel puțin în secolul al XVII-lea (Rudwick, 1985), paleontologia este, fără îndoială, disciplina fondatoare a geobiologiei. S-a concentrat în primul rând pe istoria vieții eucariote pe Pământ și pe procesele evolutive care au modelat acea istorie de-a lungul timpului. În special, înregistrările fosile și stratigrafice codifică o mare parte din istorie și dovezi ale proceselor evolutive pe termen lung care au modelat biosfera actuală a Pământului. O mare parte din ceea ce știm despre înregistrările fosile a fost învățată prin eforturi intense în căutarea resurselor naturale, inclusiv dezvoltarea scării relative a timpului geologic. Cea mai mare parte a acestui efort biostratigrafic a fost realizată prin studiul eucariotelor fosile, care a fost astfel limitată în primul rând la fanerozoic, unde există o înregistrare fosilă a organismelor cu cochilii și oase (de exemplu, Berry, 1987).

Paleobiologia s-a dezvoltat în anii 1970 și 1980, pe măsură ce paleontologii eucariotici fanerozoici au început să pună din ce în ce mai multe întrebări biologice despre înregistrările fosile (de exemplu, Schopf, 1972; Valentine, 1985). În acest timp, paleobiologia precambriană a înflorit și ca interes de bază al cercetării. Aici, s-a pus un nou accent pe studierea microbilor fosili și a structurilor lor sedimentare, stromatoliții. Cu accent pe obținerea unei înțelegeri a evoluției timpurii a vieții, paleobiologia precambriană s-a dezvoltat aproape ca o cultură separată de paleobiologia eucariotică fanerozoică (de exemplu, Schopf și Klein, 1992; Bengtson, 1994; Schopf, 1999; Knoll, 2003).

În anii 1970 și 1980 s-au înregistrat progrese rapide într-o varietate de abordări geochimice, probabil cele mai evidente studii de izotopi stabili (de exemplu, Hoefs, 1997). Aceste studii s-au concentrat pe înțelegerea schimbărilor climatice și de mediu din părțile mai tinere ale istoriei Pământului, prin analize ale diferitelor componente ale înregistrărilor fosile și stratigrafice (de exemplu, Corfield, 1995). Încet, dar constant, aceste abordări au fost extinse în timp, adânc în Precambrian și au furnizat o sursă unică de date despre medii și evoluția vieții. Astfel de abordări geochimice au fost extrem de utile în înțelegerea naturii oceanelor și atmosferelor fanerozoice și precambriene, iar datele geochimice sunt cruciale pentru determinarea condițiilor unor fenomene atât de remarcabile precum Snowball Earth (de exemplu, Hallam și Wignall, 1997; Knoll, 2003).

Paleontologia a cunoscut, de asemenea, o explozie de interes de cercetare față de studiul mediilor și organismelor moderne, pentru a înțelege paleoecologia (de exemplu, Schäfer, 1972). Inițial, aceasta a fost în mare parte determinată de căutarea resurselor naturale, în special a petrolului. Cu toate acestea, această direcție de cercetare a fost larg răspândită ca paleoecologi eucarioti căutând să înțeleagă efectele bioturbării asupra sedimentelor și rocilor sedimentare și semnificația urmelor fosile (de exemplu, Frey, 1975; Bromley, 1996). Studii conexe, de obicei efectuate de paleobiologi precambrieni, au căutat să înțeleagă rolul pe care îl joacă microbii în generarea structurilor sedimentare, cum ar fi stromatoliții (de exemplu, Golubic, 1991). Studiul asupra mediilor moderne s-a concentrat, de asemenea, asupra proceselor care conduc la conservarea scheletelor mineralizate, ca parte a câmpului larg al tafonomiei (de exemplu, Behrensmeyer și Hill, 1980; Weigelt, 1989; Allison și Briggs, 1991a; Martin, 1999; Di Renzi și colab., 2002), cu scopul final de a înțelege cum a fost generată înregistrarea fosilelor. Recent, aceste domenii de cercetare s-au dezvoltat pentru a genera întrebări cu privire la modul în care mediul afectează evoluția, sub sfera largă a paleoecologiei evolutive (de exemplu, Allmon și Bottjer, 2001).

Descoperirea iridiului extraterestru într-un pat de la limita Cretacic - Terțiar de către Alvarez la începutul anilor 1980 a fondat studiul modern al extinctiilor în masă (de exemplu, Alvarez, 1997). Din fluxul de cercetări care a urmat, am aflat că stresul de mediu pe scară largă poate apărea într-un interval de timp foarte scurt prin impactul bolidului extraterestru (de exemplu, Koeberl și MacLeod, 2002). Aprecierea extincțiilor în masă a contribuit foarte mult la înțelegerea evoluției și a istoriei vieții. Studiul evidenței fosile a extincțiilor în masă și a datelor asociate efectuate de paleobiologii eucariotici fanerozoici și oamenii de știință ai Pământului, în general, a sporit mult conștientizarea influenței extraterestre a vieții pe Pământ.

Studiile privind înregistrările fosile ale vieții Ediacaranului și explozia cambriană au împins paleontologii și sedimentologii eucariotici fanerozoici înapoi în Precambrian și i-au forțat să se gândească mai mult la microbi (de exemplu, Seilacher, 1999; Bottjer, 2002). Fosilele Ediacara, în general de neoproterozoic târziu, sunt printre cele mai remarcabile biote fosile cunoscute din înregistrarea stratigrafică. Acest lucru provine din faptul că se crede că această biotă include fosile ale unora dintre primele organisme mai mari, a căror natură a fost mult dezbătută. Deoarece organismele Ediacara trăiau de obicei pe fundul mării acoperite cu covorase microbiene, acestea au fost în mare măsură adaptate la un mediu structurat de microbi (de exemplu, Seilacher, 1999; Seilacher și colab., 2003). În mod similar, după cum sa discutat mai târziu, modul lor neobișnuit de conservare a fost controlat în mare parte de procese microbiene (Gehling, 1999).

Sistemele nervoase ale mamiferelor timpurii și evoluția lor

Abstract

Evoluția este un „fapt”

Recordul de fosile

Paleontologia a fost o știință rudimentară până în secolul al XVIII-lea și s-a maturizat treptat la începutul secolului al XIX-lea în timpul lui Darwin. Părți mari ale succesiunii geologice a rocilor stratificate erau necunoscute sau studiate inadecvat până la mijlocul secolului al XIX-lea. Prin urmare, Darwin s-a îngrijorat de raritatea formelor intermediare între grupurile majore de organisme. Antivolutioniștii de atunci și acum au profitat de acest lucru ca o slăbiciune în teoria evoluției. Deși lacunele din evidența paleontologică rămân și astăzi, multe au fost umplute încă de pe vremea lui Darwin. Paleontologii au recuperat și au studiat rămășițele fosile ale multor mii de organisme care au trăit în trecut. Această înregistrare fosilă arată că multe tipuri de organisme dispărute aveau o formă foarte diferită de oricare dintre cele care trăiesc acum. De asemenea, arată succesiunile organismelor de-a lungul timpului, manifestându-și trecerea de la o formă la alta.